(57)【要約】【課題】被写体の色柄の影響を受けることなく、確実にフォーカスレンズを合焦位置に移動させるための方向を判断することができるオートフォーカス制御装置、オートフォーカス制御方法、および撮像装置を提供する。【解決手段】画素信号のそれぞれの色毎に、１つの色の画素信号に対して複数のコントラスト値を算出するコントラスト演算部と、同一色の画素信号に対応した複数のコントラスト値に基づいて算出した、該色の画素信号の変化量を相対的に揃えた値と、別の同一色の画素信号に対応した複数のコントラスト値に基づいて算出した、該別の色の画素信号の変化量を相対的に揃えた値とに基づいて、フォーカスレンズを最初に移動させる光軸方向を判断する方向判断部と、を備える。【選択図】図２
2013221993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子から出力されるそれぞれの色の画素信号に基づいて、前記撮像素子に被写体の光学像を結像させるフォーカスレンズの位置を光軸方向に移動させるためのオートフォーカス制御装置であって、
前記画素信号のそれぞれの色毎に、１つの色の前記画素信号に対して複数のコントラスト値を算出するコントラスト演算部と、
同一色の前記画素信号に対応した複数の前記コントラスト値に基づいて算出した、該色の前記画素信号の変化量を相対的に揃えた値と、別の同一色の前記画素信号に対応した複数の前記コントラスト値に基づいて算出した、該別の色の前記画素信号の変化量を相対的に揃えた値とに基づいて、前記フォーカスレンズを最初に移動させる光軸方向を判断する方向判断部と、
を備えることを特徴とするオートフォーカス制御装置。
【請求項２】
前記コントラスト演算部は、
予め定めた通過特性を持つ帯域フィルタと、該帯域フィルタを通過した前記画素信号の絶対値を積算する積算部とを具備し、該積算部が積算した結果をコントラスト値として出力するコントラスト値算出部を、前記画素信号のそれぞれの色に対して複数備え、
同一色の前記画素信号に対応した複数の前記コントラスト値算出部内の前記帯域フィルタの前記通過特性を、それぞれの前記コントラスト値算出部で異なる通過特性にすることによって、該画素信号に対応する複数のコントラスト値を算出し、
前記方向判断部は、
同一色の前記画素信号に対応した複数の前記コントラスト値算出部のそれぞれから出力されたそれぞれのコントラスト値同士の比を算出することによって、該色の前記画素信号の変化量を相対的に揃えた値である相対変化値を算出する演算部を、前記画素信号のそれぞれの色に対して複数備え、
さらに、前記画素信号のそれぞれの色に対応したそれぞれの前記演算部が算出した、前記画素信号のそれぞれの色の前記相対変化値を比較し、比較した色の前記相対変化値の差に基づいて、前記フォーカスレンズを最初に移動させる光軸方向を判断する比較判断部を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のオートフォーカス制御装置。
【請求項３】
前記コントラスト演算部は、
予め定めた第１の通過特性を持つ第１の帯域フィルタに応じた第１のコントラスト値を出力する複数の第１のコントラスト値算出部と、
予め定めた第２の通過特性を持つ第２の帯域フィルタに応じた第２のコントラスト値を出力する複数の第２のコントラスト値算出部と、
を備え、
前記第１のコントラスト値算出部および前記第２のコントラスト値算出部のそれぞれは、前記画素信号のそれぞれの色に対して１つずつ対応し、
前記方向判断部は、
第１の色の前記画素信号に対応した前記第１のコントラスト値および前記第２のコントラスト値に基づいた第１の相対変化値を算出する第１の演算部と、
第２の色の前記画素信号に対応した前記第１のコントラスト値および前記第２のコントラスト値に基づいた第２の相対変化値を算出する第２の演算部と、
を備え、
前記比較判断部は、
前記第１の相対変化値と前記第２の相対変化値とを比較し、該比較した結果、該第１の相対変化値が該第２の相対変化値よりも小さい場合には、前記フォーカスレンズを光軸方向で第１の方向に最初に移動させると判断し、該第１の相対変化値が該第２の相対変化値よりも大きい場合には、前記フォーカスレンズを光軸方向で第２の方向に最初に移動させると判断する、
ことを特徴とする請求項２に記載のオートフォーカス制御装置。
【請求項４】
前記比較判断部は、
前記第１の相対変化値と前記第２の相対変化値との差を算出し、該算出した前記第１の相対変化値と前記第２の相対変化値との差の値と、予め定めた閾値とのに基づいて、前記フォーカスレンズの位置を光軸方向に移動させる際の移動量を決定する、
ことを特徴とする請求項３に記載のオートフォーカス制御装置。
【請求項５】
前記コントラスト演算部は、
前記画素信号のそれぞれの色において、色の波長の差が最も大きい２つの色の前記画素信号に対して複数のコントラスト値を算出する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１の項に記載のオートフォーカス制御装置。
【請求項６】
撮像素子から出力されるそれぞれの色の画素信号に基づいて、前記撮像素子に被写体の光学像を結像させるフォーカスレンズの位置を光軸方向に移動させるためのオートフォーカス制御方法であって、
前記画素信号のそれぞれの色毎に、１つの色の前記画素信号に対して複数のコントラスト値を算出するコントラスト演算ステップと、
同一色の前記画素信号に対応した複数の前記コントラスト値に基づいて算出した、該色の前記画素信号の変化量を相対的に揃えた値と、別の同一色の前記画素信号に対応した複数の前記コントラスト値に基づいて算出した、該別の色の前記画素信号の変化量を相対的に揃えた値とに基づいて、前記フォーカスレンズを最初に移動させる光軸方向を判断する方向判断ステップと、
を含むことを特徴とするオートフォーカス制御方法。
【請求項７】
複数の色フィルタを用いた画素が配列され、結像した被写体の光学像に応じたそれぞれの色の画素信号を出力する撮像素子と、
前記撮像素子に被写体の光学像を結像させるフォーカスレンズと、
前記フォーカスレンズの位置を光軸方向に移動させるフォーカスレンズ駆動部と、
前記撮像素子からそれぞれの色の前記画素信号を読み出す画素信号読み出し手段と、
前記フォーカスレンズ駆動部による前記フォーカスレンズの駆動を制御するオートフォーカス制御部と、
を備え、
前記オートフォーカス制御部は、
前記画素信号のそれぞれの色毎に、１つの色の前記画素信号に対して複数のコントラスト値を算出するコントラスト演算部と、
同一色の前記画素信号に対応した複数の前記コントラスト値に基づいて算出した、該色の前記画素信号の変化量を相対的に揃えた値と、別の同一色の前記画素信号に対応した複数の前記コントラスト値に基づいて算出した、該別の色の前記画素信号の変化量を相対的に揃えた値とに基づいて、前記フォーカスレンズを最初に移動させる光軸方向を判断する方向判断部と、
を備え、
前記オートフォーカス制御部は、
前記方向判断部が判断した前記フォーカスレンズを最初に移動させる光軸方向に応じて、前記フォーカスレンズを移動させる方向を、前記フォーカスレンズ駆動部に指示し、以降、該方向に前記フォーカスレンズを順次移動させるように、該フォーカスレンズ駆動部に指示する、
ことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートフォーカス制御装置、オートフォーカス制御方法、および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のデジタルカメラなどの撮像装置（以下、「電子カメラ」という）には、自動的に被写体に焦点を合わせるオートフォーカス機能が搭載されている。このオートフォーカス機能には、撮像素子から出力される画素データに基づいて算出したコントラスト値が大きくなるように、フォーカスレンズの位置を制御する方式がある。これは、被写体にフォーカスが合っている状態、すなわち、合焦している状態のときは、撮影した画像のコントラスト値が最も大きくなることを利用したものである。
【０００３】
従来のコントラスト値の算出方法では、撮像素子から出力される各色の画素データに基づいて、コントラスト値が算出される。図６は、従来のコントラスト値の算出方法における演算パスの一例を示した図である。図６には、例えば、ベイヤー配列の色フィルタが貼付された撮像素子から出力される各色の画素データに基づいたコントラスト値の演算パスを示している。コントラスト値の算出では、まず、撮像素子において隣接する４つの画素の画素データ、すなわち、各色（Ｇｒ，Ｒ，Ｇｂ，Ｂ）の色フィルタの画素データを加算した画素データの和を生成する。そして、生成したそれぞれの画素データの和に対して、予め定めた通過特性を持つフィルタ（図６では、ハイパスフィルタ：ＨＰＦ）でフィルタ処理する。その後、フィルタ処理されたそれぞれの画素データの和の絶対値を積算する。この積算された結果を、コントラスト値としている。
【０００４】
被写体とカメラとの距離が一定である場合、算出したコントラスト値が最大になるフォーカスレンズの位置が、被写体への合焦位置である。仮に、フォーカスレンズ位置が、合焦位置から無限方向または至近方向にずれると、コントラスト値は低下してしまう。このため、オートフォーカス機能では、上述したように、算出したコントラスト値が最大となる位置にフォーカスレンズの位置を移動させる駆動制御を行って、被写体に合焦させている。図７は、フォーカスレンズの位置とコントラスト値との関係を示したグラフである。
【０００５】
図７では、合焦位置Ｆの位置にフォーカスレンズがあると、被写体に合焦していることになる。例えば、現在のフォーカスレンズの位置が、図７に示した位置Ａにあった場合、オートフォーカス機能では、フォーカスレンズを順次移動させながら都度コントラスト値を算出することによって、フォーカスレンズの位置が合焦位置Ｆになるように制御する。このとき、Ａ１の方向にフォーカスレンズを順次移動させる駆動制御を行った場合には、算出されたコントラスト値が図７に示したａ１のように大きくなっていくことから、フォーカスレンズの位置が合焦位置Ｆに向かって制御されていることが判る。
【０００６】
一方、Ａ２の方向にフォーカスレンズを順次移動させる駆動制御を行った場合には、算出されたコントラスト値が図７に示したａ２のように小さくなっていくことから、フォーカスレンズの位置が合焦位置Ｆと反対方向に向かって制御されていることが判る。この場合には、オートフォーカス機能は、一旦フォーカスレンズの移動（駆動）を停止し、その後、反対方向（Ａ１の方向）にフォーカスレンズを移動させるように再度フォーカスレンズの移動を制御することになる。このため、現在のフォーカスレンズの位置から合焦位置Ｆにフォーカスレンズが移動するまでに、より多くの時間を要してしまうことになる。
【０００７】
このように、オートフォーカス機能においては、例えば、図７に示した現在のフォーカスレンズの位置Ａで算出したコントラスト値のみからでは、Ａ１またはＡ２のいずれの方向にフォーカスレンズを移動させると合焦位置Ｆに向かってフォーカスレンズの位置が制御されるかを判断することができない。このため、従来のオートフォーカス機能では、一旦いずれかの方向にフォーカスレンズを移動（駆動）させてコントラスト値の増減を確認しなければならず、常に最短の時間で合焦位置Ｆにフォーカスレンズを移動させることができるとは限らなかった。
【０００８】
また、フォーカスレンズが合焦位置Ｆにあるとき、すなわち、コントラスト値が最大であるときに、被写体とカメラとの距離が変化した場合でも、算出されたコントラスト値が変化する。図８は、フォーカスレンズの位置とコントラスト値との関係を示したグラフである。フォーカスレンズが合焦位置Ｆにあるとき、すなわち、被写体に合焦しているときに、被写体とカメラとの距離が遠くなる方向に変化すると、算出されたコントラスト値が図８に示したｂ１のように小さくなっていく。また、逆に、フォーカスレンズが合焦位置Ｆにあるときに、被写体とカメラとの距離が近くなる方向に変化すると、算出されたコントラスト値が図８に示したｂ２のように小さくなっていく。
【０００９】
このように、フォーカスレンズが被写体に合焦している位置にあるときでも、コントラスト値が変化してしまうため、コントラスト値の変化のみでは、被写体とカメラとの距離が変化する方向を判断することができない。このため、従来のオートフォーカス機能では、予め定めた範囲内で、フォーカスレンズの位置を一定の周期でＢ１およびＢ２の方向、すなわち、レンズの光軸方向で前後に移動（駆動）させる、いわゆる、ウォブリングの制御を行ってコントラスト値の変化を確認し、被写体とカメラとの距離が変化した方向を識別していた。
【００１０】
このように、従来のオートフォーカス機能では、被写体に合焦させるためにフォーカスレンズを移動させる際に、まず、フォーカスレンズをいずれかの方向に移動させ、そのときに算出されたコントラスト値の変化を確認することによって、フォーカスレンズを移動させる方向を判断していた。従って、フォーカスレンズを移動させる方向を判断するためには、少なくとも２枚の画像データを取得する必要があり、画像データの取得にも時間を要していた。また、最初にフォーカスレンズを移動させた方向が合焦位置Ｆから遠ざかってしまった場合には、反対方向にフォーカスレンズの移動をさせ直す必要があり、合焦時間の増大を招いていた。
【００１１】
このような問題を解決するためには、オートフォーカス機能において最初にフォーカスレンズを移動させる方向が、いずれの方向であるかが予め判っていることが望ましい。そこで、最初にフォーカスレンズを移動させる方向を判断するための方法として、例えば、特許文献１に開示されたような技術が提案されている。特許文献１に開示された技術は、撮像素子に貼付された色フィルタの色別にコントラスト値を算出し、算出したコントラスト値の差に基づいて、合焦位置Ｆに向けてフォーカスレンズを移動させるための方向を判断する技術である。
【００１２】
例えば、ベイヤー配列の色フィルタが貼付された撮像素子では、Ｒ、Ｇ、Ｂの色毎に分けてコントラスト値を算出する。ここで算出した色毎のコントラスト値とフォーカスレンズの位置との関係を示したグラフを図９に示す。図９を見てわかるように、それぞれの色毎に、コントラスト値が最大となる、すなわち、被写体に合焦するフォーカスレンズの位置が異なる。これは、レンズによる光の屈折率が色、すなわち、波長毎に異なることによるものである。
【００１３】
図９では、青色（Ｂ）の画素データから算出されたコントラスト値に基づいた合焦位置Ｆを合焦位置Ｆｂとし、緑色（Ｇ）の画素データから算出されたコントラスト値に基づいた合焦位置Ｆを合焦位置Ｆｇとし、赤色（Ｒ）の画素データから算出されたコントラスト値に基づいた合焦位置Ｆを合焦位置Ｆｒとして示している。図９に示した一例では、それぞれの色毎の合焦位置Ｆが近接しているものの、波長の短い青色（Ｂ）の合焦位置Ｆｂのフォーカスレンズの位置は、緑色（Ｇ）の合焦位置Ｆｇよりもレンズの光軸方向で手前（図９における左方向）になり、波長の長い赤色（Ｒ）の合焦位置Ｆｒのフォーカスレンズの位置は、緑色（Ｇ）の合焦位置Ｆｇよりもレンズの光軸方向で後（図９における右方向）になっている。
【００１４】
ここで、波長の差が大きい２つの色、すなわち、青色（Ｂ）と赤色（Ｒ）とに着目すると、合焦位置Ｆの左右（レンズの光軸方向で前後）でコントラスト値の関係が異なっていることが判る。例えば、フォーカスレンズの位置Ｃ１でのコントラスト値の関係は、青色（Ｂ）＞赤色（Ｒ）であり、フォーカスレンズの位置Ｃ２でのコントラスト値の関係は、青色（Ｂ）＜赤色（Ｒ）である。このことから、フォーカスレンズの位置が合焦位置Ｆよりもレンズの光軸方向で手前の位置では、コントラスト値の関係が青色（Ｂ）＞赤色（Ｒ）であり、フォーカスレンズの位置が合焦位置Ｆよりもレンズの光軸方向で後の位置では、コントラスト値の関係が青色（Ｂ）＜赤色（Ｒ）であることが判る。
【００１５】
特許文献１に開示された技術では、上述したような、合焦位置Ｆを境としてコントラスト値の関係が異なっていることを利用し、１枚の画像データから得られる青色（Ｂ）と赤色（Ｒ）とのコントラスト値を比較することによって、合焦位置Ｆにフォーカスレンズを移動させるための方向を判断している。
【００１６】
しかしながら、Ｒ、Ｇ、Ｂの色毎のコントラスト値は、被写体の色柄によってその値の大きさが影響を受ける。そのため、被写体によっては、上述した合焦位置を境としたコントラスト値の関係が成り立たず、合焦位置にフォーカスレンズを移動させるための方向の判断を正しく行うことができないことがある。例えば、青い被写体（青色（Ｂ）の色成分が多い被写体）では、赤色（Ｒ）のコントラスト値よりも青色（Ｂ）のコントラスト値の方が常に大きい傾向（青色（Ｂ）＞赤色（Ｒ））となってしまい、フォーカスレンズを移動させるための方向を正しく判断することができない。つまり、特許文献１に開示されたような色収差を用いたオートフォーカス機能では、色成分を利用していることに起因して、その性能が被写体の色柄の影響を受けてしまい、合焦位置にフォーカスレンズを移動させるための方向の判断を正しく行うことができない。
【００１７】
このため、例えば、特許文献２に開示されたような、各色のコントラスト値を揃えるための正規化を行う技術が提案されている。特許文献２に開示された技術は、輝度値を用いてコントラスト値を正規化する技術である。より具体的には、各色のコントラスト値を算出し、算出したコントラスト値を輝度の最小値（ｍｉｎ）と最大値（ｍａｘ）との差分で除算することによってコントラスト値を正規化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開平１−２４６５１６号公報
【特許文献２】特開２００９−１０３８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、輝度値は各色の明るさであるのに対して、コントラスト値は輝度値が変化する成分である。このことから、コントラスト値と輝度値とは、常に相関を持っているとは限らず、正規化の処理を行うには不完全な関係である。例えば、様々な色紙を用意した場合を考える。用意した色紙に色ムラやしわがない場合、輝度値はそれぞれの色紙の色合いを示す値となるが、コントラスト値は、どのような色でも低い値（≒０）となってしまう。つまり、輝度値は、コントラスト値と弱い相関はあるものの、正規化の処理を行なえる関係ではなく、輝度値によるコントラスト値の正規化の処理は、必ずしも最適な方法ではない。
【００２０】
このため、特許文献２に開示された正規化の処理を適用したオートフォーカス機能では、その性能を発揮することができる撮影シーン（被写体の色柄）が限られてしまうという問題がある。
【００２１】
本発明は、上記の課題認識に基づいてなされたものであり、被写体の色柄の影響を受けることなく、確実にフォーカスレンズを合焦位置に移動させるための方向を判断することができるオートフォーカス制御装置、オートフォーカス制御方法、および撮像装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記の課題を解決するため、本発明のオートフォーカス制御装置は、撮像素子から出力されるそれぞれの色の画素信号に基づいて、前記撮像素子に被写体の光学像を結像させるフォーカスレンズの位置を光軸方向に移動させるためのオートフォーカス制御装置であって、前記画素信号のそれぞれの色毎に、１つの色の前記画素信号に対して複数のコントラスト値を算出するコントラスト演算部と、同一色の前記画素信号に対応した複数の前記コントラスト値に基づいて算出した、該色の前記画素信号の変化量を相対的に揃えた値と、別の同一色の前記画素信号に対応した複数の前記コントラスト値に基づいて算出した、該別の色の前記画素信号の変化量を相対的に揃えた値とに基づいて、前記フォーカスレンズを最初に移動させる光軸方向を判断する方向判断部と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の前記コントラスト演算部は、予め定めた通過特性を持つ帯域フィルタと、該帯域フィルタを通過した前記画素信号の絶対値を積算する積算部とを具備し、該積算部が積算した結果をコントラスト値として出力するコントラスト値算出部を、前記画素信号のそれぞれの色に対して複数備え、同一色の前記画素信号に対応した複数の前記コントラスト値算出部内の前記帯域フィルタの前記通過特性を、それぞれの前記コントラスト値算出部で異なる通過特性にすることによって、該画素信号に対応する複数のコントラスト値を算出し、前記方向判断部は、同一色の前記画素信号に対応した複数の前記コントラスト値算出部のそれぞれから出力されたそれぞれのコントラスト値同士の比を算出することによって、該色の前記画素信号の変化量を相対的に揃えた値である相対変化値を算出する演算部を、前記画素信号のそれぞれの色に対して複数備え、さらに、前記画素信号のそれぞれの色に対応したそれぞれの前記演算部が算出した、前記画素信号のそれぞれの色の前記相対変化値を比較し、比較した色の前記相対変化値の差に基づいて、前記フォーカスレンズを最初に移動させる光軸方向を判断する比較判断部を備える、ことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の前記コントラスト演算部は、予め定めた第１の通過特性を持つ第１の帯域フィルタに応じた第１のコントラスト値を出力する複数の第１のコントラスト値算出部と、予め定めた第２の通過特性を持つ第２の帯域フィルタに応じた第２のコントラスト値を出力する複数の第２のコントラスト値算出部と、を備え、前記第１のコントラスト値算出部および前記第２のコントラスト値算出部のそれぞれは、前記画素信号のそれぞれの色に対して１つずつ対応し、前記方向判断部は、第１の色の前記画素信号に対応した前記第１のコントラスト値および前記第２のコントラスト値に基づいた第１の相対変化値を算出する第１の演算部と、第２の色の前記画素信号に対応した前記第１のコントラスト値および前記第２のコントラスト値に基づいた第２の相対変化値を算出する第２の演算部と、を備え、前記比較判断部は、前記第１の相対変化値と前記第２の相対変化値とを比較し、該比較した結果、該第１の相対変化値が該第２の相対変化値よりも小さい場合には、前記フォーカスレンズを光軸方向で第１の方向に最初に移動させると判断し、該第１の相対変化値が該第２の相対変化値よりも大きい場合には、前記フォーカスレンズを光軸方向で第２の方向に最初に移動させると判断する、ことを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の前記比較判断部は、前記第１の相対変化値と前記第２の相対変化値との差を算出し、該算出した前記第１の相対変化値と前記第２の相対変化値との差の値と、予め定めた閾値とのに基づいて、前記フォーカスレンズの位置を光軸方向に移動させる際の移動量を決定する、ことを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の前記コントラスト演算部は、前記画素信号のそれぞれの色において、色の波長の差が最も大きい２つの色の前記画素信号に対して複数のコントラスト値を算出する、ことを特徴とする。
【００２７】
また、本発明のオートフォーカス制御方法は、撮像素子から出力されるそれぞれの色の画素信号に基づいて、前記撮像素子に被写体の光学像を結像させるフォーカスレンズの位置を光軸方向に移動させるためのオートフォーカス制御方法であって、前記画素信号のそれぞれの色毎に、１つの色の前記画素信号に対して複数のコントラスト値を算出するコントラスト演算ステップと、同一色の前記画素信号に対応した複数の前記コントラスト値に基づいて算出した、該色の前記画素信号の変化量を相対的に揃えた値と、別の同一色の前記画素信号に対応した複数の前記コントラスト値に基づいて算出した、該別の色の前記画素信号の変化量を相対的に揃えた値とに基づいて、前記フォーカスレンズを最初に移動させる光軸方向を判断する方向判断ステップと、を含むことを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の撮像装置は、複数の色フィルタを用いた画素が配列され、結像した被写体の光学像に応じたそれぞれの色の画素信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子に被写体の光学像を結像させるフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズの位置を光軸方向に移動させるフォーカスレンズ駆動部と、前記撮像素子からそれぞれの色の前記画素信号を読み出す画素信号読み出し手段と、前記フォーカスレンズ駆動部による前記フォーカスレンズの駆動を制御するオートフォーカス制御部と、を備え、前記オートフォーカス制御部は、前記画素信号のそれぞれの色毎に、１つの色の前記画素信号に対して複数のコントラスト値を算出するコントラスト演算部と、同一色の前記画素信号に対応した複数の前記コントラスト値に基づいて算出した、該色の前記画素信号の変化量を相対的に揃えた値と、別の同一色の前記画素信号に対応した複数の前記コントラスト値に基づいて算出した、該別の色の前記画素信号の変化量を相対的に揃えた値とに基づいて、前記フォーカスレンズを最初に移動させる光軸方向を判断する方向判断部と、を備え、前記オートフォーカス制御部は、前記方向判断部が判断した前記フォーカスレンズを最初に移動させる光軸方向に応じて、前記フォーカスレンズを移動させる方向を、前記フォーカスレンズ駆動部に指示し、以降、該方向に前記フォーカスレンズを順次移動させるように、該フォーカスレンズ駆動部に指示する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、被写体の色柄の影響を受けることなく、確実にフォーカスレンズを合焦位置に移動させるための方向を判断することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態によるオートフォーカス制御装置が適用される撮像装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】本実施形態のオートフォーカス制御装置の概略構成を示したブロック図である。
【図３】本実施形態のオートフォーカス制御装置によって制御されるフォーカスレンズの位置とコントラスト値との関係の一例を示したグラフである。
【図４】本実施形態のオートフォーカス制御装置によって制御されるフォーカスレンズの位置とコントラスト値との関係の一例を示したグラフである。
【図５】本実施形態のオートフォーカス制御装置によって制御されるフォーカスレンズの位置とコントラスト値との関係の一例を示したグラフである。
【図６】従来のコントラスト値の算出方法における演算パスの一例を示した図である。
【図７】フォーカスレンズの位置とコントラスト値との関係を示したグラフである。
【図８】フォーカスレンズの位置とコントラスト値との関係を示したグラフである。
【図９】フォーカスレンズの位置と色毎のコントラスト値との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態によるオートフォーカス制御装置が適用される撮像装置である電子カメラの概略構成を示したブロック図である。図１のブロック図には、電子カメラによって撮影される被写体と、電子カメラにおけるオートフォーカス機能に関わる構成要素とを示している。図１において、電子カメラ１は、フォーカスレンズ１０と、撮像素子２０と、画素データインターフェース（Ｉ／Ｆ）部３０と、オートフォーカス制御部４０と、フォーカスレンズ駆動部５０と、から構成されている。
【００３２】
電子カメラ１は、不図示のレンズ部を介して撮像素子２０に結像された画像データを不図示の記録部に記録する。このとき、電子カメラ１は、フォーカスレンズ駆動部５０によってフォーカスレンズ１０をレンズ部の光軸方向の前後に移動させる駆動制御を行うことによって、被写体２に合焦させる。
【００３３】
フォーカスレンズ１０は、レンズ部に備えられ、フォーカスレンズ駆動部５０によってフォーカスの駆動制御がされるレンズである。被写体光は、フォーカスレンズ１０を介して、撮像素子２０に結像する。
【００３４】
撮像素子２０は、不図示の撮像素子駆動部によって駆動制御され、フォーカスレンズ１０を含むレンズ部を介して撮像素子２０内に入射した被写体光に応じた被写体２の光学像を結像し、結像した被写体２の光学像に応じた画像データを画素データインターフェース部３０に出力する。撮像素子２０は、複数の画素を備え、それぞれの画素に対応した、例えば、ベイヤー配列の色フィルタが貼付されている。撮像素子２０は、結像した画像データを画素データインターフェース部３０に出力する際、それぞれの画素が蓄積した光電変換信号であるそれぞれの色（Ｇｒ，Ｒ，Ｇｂ，Ｂ）の画素データ（画素信号）を、順次、画素データインターフェース部３０に出力する。
【００３５】
画素データインターフェース部３０は、撮像素子２０から順次出力されたそれぞれの色の画素データを取り込み、オートフォーカス制御部４０に出力する。
【００３６】
オートフォーカス制御部４０は、画素データインターフェース部３０から入力されたそれぞれの色の画素データに基づいて、フォーカスレンズ１０を合焦位置に移動させる方向を判断し、判断した結果に基づいてフォーカスレンズ１０を駆動する方向の指示（以下、「駆動方向指示」という）を、フォーカスレンズ駆動部５０に出力する。オートフォーカス制御部４０は、コントラスト演算部４１０と、方向判断部４２０と、から構成されている。
【００３７】
コントラスト演算部４１０は、画素データインターフェース部３０から入力されたそれぞれの色の画素データを色毎に処理し、それぞれの色に対応したコントラスト値を算出する。そして、コントラスト演算部４１０は、算出した色毎のコントラスト値を、方向判断部４２０に出力する。
【００３８】
方向判断部４２０は、コントラスト演算部４１０から入力されたそれぞれの色のコントラスト値に基づいて、フォーカスレンズ１０を移動させる方向を判断し、判断した結果に基づいた駆動方向指示を、フォーカスレンズ駆動部５０に出力する。
【００３９】
フォーカスレンズ駆動部５０は、オートフォーカス制御部４０から入力された駆動方向指示に応じて、フォーカスレンズ１０の位置をレンズ部の光軸方向の前後に移動させる駆動を行う。
【００４０】
次に、電子カメラ１に備えたオートフォーカス制御部４０について、より詳細に説明する。図２は、本実施形態のオートフォーカス制御装置であるオートフォーカス制御部４０の概略構成を示したブロック図である。図２のブロック図には、オートフォーカス制御部４０に備えたコントラスト演算部４１０の構成要素と方向判断部４２０の構成要素とを併せて示している。なお、以下の説明では、撮像素子２０から出力される各色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の画素データの内、最も波長の差が大きい赤色（Ｒ）と青色（Ｂ）とに着目して、フォーカスレンズを移動させる方向を判断する場合について説明する。
【００４１】
コントラスト演算部４１０は、画素データインターフェース部３０から入力された着目する色の画素データ毎に、複数のコントラスト値を算出する。コントラスト演算部４１０は、２つのコントラスト値算出部４１１と、２つのコントラスト値算出部４１２とを備えている。
【００４２】
コントラスト値算出部４１１は、予め定めた係数ｓの通過特性を持つ帯域フィルタであるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）４１５と、絶対値を積算する積算部４１８とを備えている。
【００４３】
ハイパスフィルタ４１５は、入力された画素データに対して、係数ｓでフィルタ処理した画素データ（以下、「フィルタ処理データ」という）を、積算部４１８に出力する。係数ｓは、ハイパスフィルタ４１５における遮断周波数が高い値となる係数である。この係数ｓによってハイパスフィルタ４１５は、例えば、従来のオートフォーカス機能で使用されるハイパスフィルタの通過特性と同様の通過特性を持つハイパスフィルタとなる。ハイパスフィルタの遮断周波数が高い値にすることによって、積算部４１８が算出するコントラスト値に、合焦位置での値とそれ以外の値の差が大きく現れるため、コントラスト値から合焦位置を判断することができる。
【００４４】
積算部４１８は、ハイパスフィルタ４１５から入力されたフィルタ処理データの絶対値を積算し、積算した結果を、コントラスト値算出部４１１が算出したコントラスト値として出力する。
【００４５】
このような構成によって、コントラスト値算出部４１１では、従来のオートフォーカス機能と同様に、値が最大になるフォーカスレンズの位置が被写体２への合焦位置であること表すコントラスト値を出力することができる。なお、コントラスト値算出部４１１のそれぞれは、着目する赤色（Ｒ）と青色（Ｂ）とのそれぞれに対応している。以下の説明においては、コントラスト値算出部４１１のそれぞれを対応する色毎に分けて表す場合には、符号の後に色を表す符号を追加して説明する。より具体的には、赤色（Ｒ）に対応するコントラスト値算出部４１１をコントラスト値算出部４１１Ｒとし、青色（Ｂ）に対応するコントラスト値算出部４１１をコントラスト値算出部４１１Ｂとする。
【００４６】
コントラスト値算出部４１２は、予め定めた係数ｍの通過特性を持つ帯域フィルタであるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）４１６と、絶対値を積算する積算部４１８とを備えている。なお、コントラスト値算出部４１２は、コントラスト値算出部４１１に備えたハイパスフィルタ４１５の代わりに、ハイパスフィルタ４１５の係数ｓが係数ｍに代わったハイパスフィルタ４１６を備えることのみが異なり、その他の構成および動作は、コントラスト値算出部４１１と同様である。
【００４７】
ハイパスフィルタ４１６は、入力された画素データに対して、係数ｍでフィルタ処理したフィルタ処理データを、積算部４１８に出力する。なお、係数ｍは、ハイパスフィルタ４１６における遮断周波数が低い値となる係数である。この係数ｍによってハイパスフィルタ４１６は、例えば、従来のオートフォーカス機能で使用されるハイパスフィルタの通過特性よりも低い周波数の画素データまで通過させる通過特性を持つハイパスフィルタとなる。ハイパスフィルタの遮断周波数が低い値にすることによって、積算部４１８が算出するコントラスト値では、合焦位置での値とそれ以外の値の差が小さくなるが、代わりに、入力された画素データが全体的にどのようなレベルであるかを、コントラスト値から判断することができる。
【００４８】
積算部４１８は、コントラスト値算出部４１１に備えた積算部４１８と同じである。コントラスト値算出部４１２に備えた積算部４１８は、ハイパスフィルタ４１６から入力されたフィルタ処理データの絶対値を積算した結果を、コントラスト値算出部４１２が算出したコントラスト値として出力する。
【００４９】
このような構成によって、コントラスト値算出部４１２では、入力された画素データのレベルの傾向を表すコントラスト値を出力することができる。なお、コントラスト値算出部４１２のそれぞれも、着目する赤色（Ｒ）と青色（Ｂ）とのそれぞれに対応している。以下の説明においては、コントラスト値算出部４１２のそれぞれを対応する色毎に分けて表す場合には、符号の後に色を表す符号を追加して説明する。より具体的には、赤色（Ｒ）に対応するコントラスト値算出部４１２をコントラスト値算出部４１２Ｒとし、青色（Ｂ）に対応するコントラスト値算出部４１２をコントラスト値算出部４１２Ｂとする。
【００５０】
このように、コントラスト演算部４１０では、画素データインターフェース部３０から入力された１枚の画像データにおいて着目する色毎に、異なる通過特性を持つ帯域フィルタを用いて、従来のオートフォーカス機能と同様の被写体２への合焦位置を表すコントラスト値と、それぞれの色のレベルがどのような傾向にあるかを表すコントラスト値とを算出する。
【００５１】
以下の説明においては、それぞれのコントラスト値算出部４１１およびコントラスト値算出部４１２のそれぞれが出力するコントラスト値を区別するため、ハイパスフィルタの係数と色を表す符号を追加して説明する。より具体的には、赤色（Ｒ）に対応するコントラスト値算出部４１１Ｒが出力する合焦位置を表すコントラスト値をコントラスト値ｓＲとし、赤色（Ｒ）に対応するコントラスト値算出部４１２Ｒが出力するレベルの傾向を表すコントラスト値をコントラスト値ｍＲとする。また、青色（Ｂ）に対応するコントラスト値算出部４１１Ｂが出力する合焦位置を表すコントラスト値をコントラスト値ｓＢとし、青色（Ｂ）に対応するコントラスト値算出部４１２Ｂが出力するレベルの傾向を表すコントラスト値をコントラスト値ｍＢとする。
【００５２】
方向判断部４２０は、コントラスト演算部４１０に備えたコントラスト値算出部４１１およびコントラスト値算出部４１２のそれぞれから入力された着目する色毎のコントラスト値に基づいて、フォーカスレンズ１０を移動させる方向を判断する。そして、方向判断部４２０は、判断した結果に基づいた駆動方向指示を、フォーカスレンズ駆動部５０に出力する。方向判断部４２０は、２つの演算部４２１と、比較判断部４２２とを備えている。
【００５３】
演算部４２１は、コントラスト演算部４１０に備えたコントラスト値算出部４１１およびコントラスト値算出部４１２のそれぞれから入力された、対応する同一色のそれぞれのコントラスト値に基づいて、画素データの変化量を相対的に揃えた値（以下、「相対変化値」という）を算出する。演算部４２１は、算出した相対変化値を、比較判断部４２２に出力する。
【００５４】
演算部４２１のそれぞれは、着目する赤色（Ｒ）と青色（Ｂ）とのそれぞれに対応している。以下の説明においては、演算部４２１のそれぞれを対応する色毎に分けて表す場合には、符号の後に色を表す符号を追加して説明する。より具体的には、赤色（Ｒ）に対応する演算部４２１を演算部４２１Ｒとし、青色（Ｂ）に対応する演算部４２１を演算部４２１Ｂとする。また、演算部４２１Ｒが出力する相対変化値を相対変化値Ｒ’とし、演算部４２１Ｂが出力する相対変化値を相対変化値Ｂ’とする。
【００５５】
ここで、演算部４２１における相対変化値の算出方法について説明する。演算部４２１には、コントラスト値算出部４１１から合焦位置を表すコントラスト値と、コントラスト値算出部４１２からレベルの傾向を表すコントラスト値との２つのコントラスト値が入力される。すなわち、演算部４２１には、ハイパスフィルタの遮断周波数を高い値にすることによって合焦位置での値とそれ以外の値の差が大きく現れたコントラスト値と、ハイパスフィルタの遮断周波数を低い値にすることによって合焦位置での値とそれ以外の値の差が小さく現れたコントラスト値とが、入力される。演算部４２１は、それぞれのコントラスト値に現れた合焦位置での値とそれ以外の値とに現れた値の差の性質を利用し、入力された２つのコントラスト値の比を、それぞれの画素データの相対変化値として出力する。
【００５６】
より具体的には、演算部４２１Ｒは、コントラスト値ｓＲとコントラスト値ｍＲとから相対変化値Ｒ’を、演算部４２１Ｂは、コントラスト値ｓＢとコントラスト値ｍＢとから相対変化値Ｂ’を、下式（１）によって算出する。
【００５７】
Ｒ’＝（ｓＲ−ｍＲ）／ｓＲ
Ｂ’＝（ｓＢ−ｍＢ）／ｓＢ      ・・・（１）
【００５８】
上式（１）のように、画素データの同じ色内でコントラスト値の比を演算することによって、被写体２の色柄の影響を受けにくくした相対変化値（相対変化値Ｒ’および相対変化値Ｂ’）を得ることができる。この画素データの相対変化値によって、比較判断部４２２は、フォーカスレンズ１０を移動させる方向を判断することができる。
【００５９】
比較判断部４２２は、それぞれの演算部４２１から入力された画素データの相対変化値の大きさを比較することによって、現在のフォーカスレンズ１０の位置から、フォーカスレンズ１０を移動させる方向を判断する。そして、比較判断部４２２は、フォーカスレンズ１０を移動させる方向を判断した結果に応じた駆動方向指示を、フォーカスレンズ駆動部５０に出力する。
【００６０】
より具体的には、相対変化値Ｒ’と相対変化値Ｂ’との大小比較を行うと、フォーカスレンズ１０を現在の位置が、合焦位置に対してレンズ部の光軸方向で手前の位置であるのか、後の位置であるのかが判る。これにより、比較判断部４２２は、フォーカスレンズ１０を合焦位置に移動させるためには、フォーカスレンズ１０の位置を現在の位置からレンズ部の光軸方向で手前の方向に移動させるのか、後の方向に移動させるのかを判断することができる。
【００６１】
例えば、現在のフォーカスレンズ１０の位置が、図９に示した位置Ｃ１の位置である場合には、比較判断部４２２による相対変化値Ｒ’と相対変化値Ｂ’との大小比較の結果が、相対変化値Ｂ’＞相対変化値Ｒ’となる。このことから比較判断部４２２は、フォーカスレンズ１０の位置をレンズ部の光軸方向で後の方向（図９における右方向）に移動させると判断することができる。そして、比較判断部４２２は、フォーカスレンズ１０位置をレンズ部の光軸方向で後の方向に移動させる駆動方向指示を、フォーカスレンズ駆動部５０に出力する。
【００６２】
また、例えば、現在のフォーカスレンズ１０の位置が、図９に示した位置Ｃ２の位置である場合には、比較判断部４２２による相対変化値Ｒ’と相対変化値Ｂ’との大小比較の結果が、相対変化値Ｂ’＜相対変化値Ｒ’となる。このことから比較判断部４２２は、フォーカスレンズ１０の位置をレンズ部の光軸方向で手前の方向（図９における左方向）に移動させると判断することができる。そして、比較判断部４２２は、フォーカスレンズ１０位置をレンズ部の光軸方向で手前の方向に移動させる駆動方向指示を、フォーカスレンズ駆動部５０に出力する。
【００６３】
このような構成によって、方向判断部４２０では、コントラスト値算出部４１１およびコントラスト値算出部４１２のそれぞれから入力された着目する色毎のコントラスト値に基づいて、フォーカスレンズ１０を移動させる方向を判断し、判断した結果に基づいた駆動方向指示をフォーカスレンズ駆動部５０に出力する。
【００６４】
このように、オートフォーカス制御部４０では、画素データインターフェース部３０から入力された１枚の画像データから、フォーカスレンズ１０の位置を合焦位置に移動させる方向を判断し、フォーカスレンズ１０をレンズ部の光軸方向の前後に移動させる駆動方向指示を、フォーカスレンズ駆動部５０に出力する。
【００６５】
ここで、オートフォーカス制御部４０における動作の一例について説明する。以下の説明においては、青い被写体２（青色（Ｂ）の色成分が多い被写体２）において、オートフォーカス制御部４０がフォーカスレンズ１０の位置を合焦位置に移動させる方向を判断する場合の一例について説明する。図３〜図５は、本実施形態のオートフォーカス制御装置であるオートフォーカス制御部４０によって制御されるフォーカスレンズの位置と、コントラスト値または相対変化値との関係の一例を示したグラフである。図３には、被写体２への合焦位置を表すコントラスト値の一例を示し、図４には、それぞれの色のレベルがどのような傾向にあるかを表すコントラスト値の一例を示し、図５には、画素データの相対変化値の一例を示している。
【００６６】
なお、図３〜図５における横軸のフォーカスレンズ位置は、撮像素子２０とフォーカスレンズ１０との距離である。図３〜図５においては、フォーカスレンズ位置が左に行くほど撮像素子２０とフォーカスレンズ１０との距離が近くなり、レンズ部の光軸方向では、手前にフォーカスレンズ１０が位置することになる。また、逆に、フォーカスレンズ位置が右に行くほど撮像素子２０とフォーカスレンズ１０との距離が遠くなり、レンズ部の光軸方向では、後にフォーカスレンズ１０が位置することになる。
【００６７】
また、図３〜図５において、合焦位置Ｆは、フォーカスレンズ１０がこの位置にあると被写体２に合焦する位置を表し、位置Ｄ１は、合焦位置Ｆよりもフォーカスレンズ１０がレンズ部の光軸方向で手前にある任意の位置を表し、位置Ｄ２は、合焦位置Ｆよりもフォーカスレンズ１０がレンズ部の光軸方向で後にある任意の位置を表している。
【００６８】
図３には、コントラスト値算出部４１１Ｒが算出した赤色（Ｒ）のコントラスト値ｓＲ、およびコントラスト値算出部４１１Ｂが算出した青色（Ｂ）のコントラスト値ｓＢと、フォーカスレンズの位置との関係の一例を示している。すなわち、図３のグラフは、従来のオートフォーカス機能で使用されるハイパスフィルタの通過特性と同様の通過特性を持つハイパスフィルタによって得られるコントラスト値の関係を示したグラフである。
【００６９】
図３に示したグラフからは、上述したように、合焦位置Ｆでのコントラスト値とそれ以外の位置でのコントラスト値の差が大きいことによって、被写体２に合焦するフォーカスレンズ１０の合焦位置Ｆが判る。しかし、図３を見てわかるように、青色（Ｂ）の色成分が多い被写体２では、赤色（Ｒ）のコントラスト値ｓＲよりも青色（Ｂ）のコントラスト値ｓＢの方が常に大きい傾向（コントラスト値ｓＢ＞コントラスト値ｓＲ）となる。このため、コントラスト値ｓＢとコントラスト値ｓＲとの大小比較を行っても、コントラスト値の関係は、いずれの位置でも、コントラスト値ｓＢ＞コントラスト値ｓＲの関係である。
【００７０】
このため、図３に示したグラフでは、フォーカスレンズ１０の位置Ｄ１および位置Ｄ２で、コントラスト値ｓＢとコントラスト値ｓＲとがともに、合焦位置Ｆのときの値より小さいことから、フォーカスレンズ１０が被写体２に合焦する位置にないことは判るが、フォーカスレンズ１０を合焦位置Ｆに移動させるための方向を判断することができない。すなわち、赤色（Ｒ）と青色（Ｂ）と色収差を用いて合焦位置Ｆにフォーカスレンズ１０を移動させる従来のオートフォーカス機能では、上述した合焦位置Ｆを境としたコントラスト値の関係が成り立っていないため、合焦位置Ｆにフォーカスレンズ１０を移動させるための方向を正しく判断することができない。
【００７１】
また、図４には、コントラスト値算出部４１２Ｒが算出した赤色（Ｒ）のコントラスト値ｍＲ、およびコントラスト値算出部４１２Ｂが算出した青色（Ｂ）のコントラスト値ｍＢと、フォーカスレンズの位置との関係の一例を示している。
【００７２】
図４に示したグラフからは、上述したように、合焦位置Ｆでのコントラスト値とそれ以外の位置でのコントラスト値の差が小さくなることによって、被写体２に合焦するフォーカスレンズ１０の合焦位置Ｆは判らないが、入力された赤色（Ｒ）と青色（Ｂ）との画素データが、それぞれ全体的にどのようなレベルであるかが判る。なお、図４を見てわかるように、コントラスト値ｍＢとコントラスト値ｍＲとは、ハイパスフィルタ４１６の係数ｍが異なるのみであるため、コントラスト値ｍＢとコントラスト値ｍＲとのコントラスト値の関係も、コントラスト値ｍＲよりもコントラスト値ｍＢの方が常に大きくなる、コントラスト値ｍＢ＞コントラスト値ｍＲの関係である。
【００７３】
また、図５には、演算部４２１Ｒが算出した赤色（Ｒ）の相対変化値Ｒ’、および演算部４２１Ｂが算出した青色（Ｂ）の相対変化値Ｂ’と、フォーカスレンズの位置との関係の一例を示している。図５に示したグラフは、図３に示した被写体２への合焦位置を表すコントラスト値と、図４に示したそれぞれの色のレベルがどのような傾向にあるかを表すコントラスト値とにおける同じ色のコントラスト値から、上式（１）によって算出した、それぞれの色の画素データの相対変化値のグラフである。
【００７４】
図５を見てわかるように、それぞれの色の画素データの相対変化値を表した図５のグラフでは、図３および図４のグラフに示されたコントラスト値の関係と異なり、フォーカスレンズ１０の位置Ｄ１と位置Ｄ２で、赤色（Ｒ）の相対変化値Ｒ’と青色（Ｂ）の相対変化値Ｂ’との大小関係が逆転している。より具体的には、フォーカスレンズ１０が位置Ｄ１の位置にあるときには、相対変化値Ｂ’＞相対変化値Ｒ’であり、フォーカスレンズ１０が位置Ｄ２の位置にあるときには、相対変化値Ｂ’＜相対変化値Ｒ’である。
【００７５】
このため、比較判断部４２２が相対変化値Ｒ’と相対変化値Ｂ’との大小比較を行うことによって、フォーカスレンズ１０を合焦位置Ｆに移動させるための方向を判断することができる。より具体的には、相対変化値Ｂ’＞相対変化値Ｒ’であるフォーカスレンズ１０が位置Ｄ１の位置では、比較判断部４２２は、フォーカスレンズ１０の位置をレンズ部の光軸方向で後の方向（図５における右方向）に、最初に移動させると判断する。また、相対変化値Ｂ’＜相対変化値Ｒ’であるフォーカスレンズ１０が位置Ｄ２の位置では、比較判断部４２２は、フォーカスレンズ１０の位置をレンズ部の光軸方向で手前の方向（図５における左方向）に、最初に移動させると判断する。
【００７６】
そして、比較判断部４２２は、判断した結果に応じた駆動方向指示を、フォーカスレンズ駆動部５０に出力する。これにより、フォーカスレンズ１０を合焦位置Ｆに向けて移動（駆動）を開始させることができる。その後、フォーカスレンズ１０を最初に移動させた方向に順次移動させて、最終的に合焦位置Ｆまで移動させる。
【００７７】
上記に述べたとおり、本発明を実施するための形態によれば、フォーカスレンズを移動させる方向を判断する際に、予め定めた異なる通過特性を持つ２つの帯域フィルタのそれぞれを使用して、２つのコントラスト値を色毎に算出する。そして、算出した色毎の２つのコントラスト値から、画素データの変化量を相対的に揃えた相対変化値を算出する。これにより、本発明を実施するための形態では、従来のオートフォーカス機能のように、一旦いずれかの方向にフォーカスレンズを移動（駆動）させて得た複数枚の画像データからコントラスト値の増減を確認する必要がなく、１枚の画像データから、フォーカスレンズの位置を合焦位置に移動させる方向を、最初から正しく判断することができる。このことにより、本発明のオートフォーカス制御装置を適用した電子カメラでは、正しく判断された結果に応じて、フォーカスレンズを移動させる駆動制御を開始することができ、フォーカスレンズを合焦位置に移動させる際に要する時間を短縮させることができる。
【００７８】
また、本発明を実施するための形態によれば、予め定めた異なる通過特性を持つ２つの帯域フィルタのそれぞれを使用して、画素データの相対変化値を算出する。これにより、本発明を実施するための形態では、特定の色の色成分が多い被写体においても、それぞれの色の相対変化値の大小関係を、合焦位置を境として逆転させることができる。このことにより、本発明を実施するための形態では、従来のオートフォーカス機能のように、被写体の色柄の影響を受けることなく、確実にフォーカスレンズを合焦位置に移動させるための最初の方向を判断することができる。
【００７９】
また、本発明を実施するための形態によれば、１枚の画像データからフォーカスレンズの位置を合焦位置に移動させる方向を判断するため、フォーカスレンズが被写体に合焦している位置にあるときに被写体とカメラとの距離が変化した場合でも、その状態からフォーカスレンズを合焦位置に移動させるための最初の方向を判断することができる。そして、被写体とカメラとの距離が変化した方向にフォーカスレンズを移動させるように、フォーカスレンズの移動（駆動）を速やかに行うことができる。また、フォーカスレンズを備えたレンズ部がズームレンズであった場合でも、従来のように、レンズの特性によって変わるズーム倍率の変化に応じたフォーカスレンズの位置を補正する演算（補正処理）を行う必要がなく、その状態からフォーカスレンズを合焦位置に移動させるための方向を判断することができる。これにより、本発明のオートフォーカス制御装置を適用した電子カメラでは、被写体とカメラとの距離の変化と、ズーム倍率変化とが同時に発生した場合でも、フォーカスレンズを、現在の位置から適切に合焦位置に随時移動させることができる。
【００８０】
このように、本発明を実施するための形態によれば、色収差を利用して、的確にフォーカスレンズを合焦位置に移動させるための方向を判断し、フォーカスレンズを移動（駆動）させるための指示を出すことができる。これにより、本発明のオートフォーカス制御装置を適用した電子カメラでは、常に最短の時間で被写体に合焦させることができ、被写体とカメラとの距離やズーム倍率が変化した場合でも、被写体に追従して合焦させることができる。
【００８１】
なお、本実施形態においては、それぞれのコントラスト値（コントラスト値ｓＲ、コントラスト値ｓＢ、コントラスト値ｍＲ、およびコントラスト値ｍＢ）を算出する際に使用する帯域フィルタが、ハイパスフィルタ（ハイパスフィルタ４１５およびハイパスフィルタ４１６）である場合の例について説明した。しかし、コントラスト値の算出に使用する帯域フィルタは、本発明を実施するための形態に限定されるものではなく、例えば、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）やローパスフィルタ（ＬＰＦ）であってもよい。
【００８２】
また、本実施形態においては、赤色（Ｒ）と青色（Ｂ）とに着目してフォーカスレンズ１０を移動させる方向を判断する場合の例について説明した。しかし、フォーカスレンズ１０を移動させる方向を判断するために着目する色は、本発明を実施するための形態に限定されるものではなく、他の色の組み合わせであってもよい。例えば、緑色（Ｇ）と赤色（Ｒ）、または青色（Ｂ）と緑色（Ｇ）に着目してフォーカスレンズ１０を移動させる方向を判断することもできる。また、原色系（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の撮像素子２０のみではなく、補色系（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の撮像素子における色の組み合わせであってもよい。また、その他の色の画素データを出力する撮像素子におけるいずれかの色の組み合わせであってもよい。
【００８３】
また、本実施形態においては、着目する色（赤色（Ｒ）と青色（Ｂ））のみ、画素データの相対変化値（相対変化値Ｒ’および相対変化値Ｂ’）を算出する場合の例について説明したが、全ての色で画素データの相対変化値を算出する構成にすることもできる。この場合には、いずれか２つの色の相対変化値からフォーカスレンズ１０を移動させる方向を判断することや、全ての色の相対変化値からフォーカスレンズ１０を移動させる方向を判断することができる。
【００８４】
また、本実施形態においては、本発明のオートフォーカス制御装置であるオートフォーカス制御部４０を、デジタルカメラなどの撮像装置に適用した場合について説明した。しかし、本発明のオートフォーカス制御装置を適用することができるシステムは、本実施形態に限定されるものではなく、例えば、デジタルビデオカメラや内視鏡など、他の撮像装置にも適用することができる。
【００８５】
また、本実施形態においては、画素データの相対変化値（相対変化値Ｒ’および相対変化値Ｂ’）の大小比較を行うことによって、フォーカスレンズ１０を合焦位置Ｆに移動させるための方向を判断する場合について説明した。しかし、色収差を利用して情報を得る装置であれば、例えば、色収差を利用して被写体との距離を測定する測距装置などにも、本発明の考え方を適用することができる。
【００８６】
また、本実施形態においては、画素データの相対変化値（相対変化値Ｒ’および相対変化値Ｂ’）の大小比較の結果から、フォーカスレンズ１０を合焦位置Ｆに移動させるための方向を判断する場合について説明した。しかし、例えば、画素データの相対変化値の差の大きさを、フォーカスレンズ１０を移動させる際の移動速度やステップ数などを決定するために利用することもできる。この場合には、２つの相対変化値の差の大きさが予め定めた閾値以上である場合には、フォーカスレンズ１０の移動速度を速く、または移動量を多くし、予め定めた別の閾値以下である場合には、フォーカスレンズ１０の移動速度を遅く、または移動量を少なくするなど、フォーカスレンズ１０に対して様々な駆動制御を行うことができる。また、例えば、被写体との距離を測定する測距装置などにも、２つの相対変化値の差の大きさを利用することもできる。
【００８７】
以上、本発明の実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においての種々の変更も含まれる。
【符号の説明】
【００８８】
１・・・電子カメラ（撮像装置）
２・・・被写体
１０・・・フォーカスレンズ
２０・・・撮像素子
３０・・・画素データインターフェース部（画素信号読み出し手段）
４０・・・オートフォーカス制御部（オートフォーカス制御装置，オートフォーカス制御部）
４１０・・・コントラスト演算部
４１１，４１１Ｒ，４１１Ｂ・・・コントラスト値算出部（コントラスト値算出部，第１のコントラスト値算出部）
４１２，４１２Ｒ，４１２Ｂ・・・コントラスト値算出部（コントラスト値算出部，第２のコントラスト値算出部）
４１５・・・ハイパスフィルタ（帯域フィルタ，第１の帯域フィルタ）
４１６・・・ハイパスフィルタ（帯域フィルタ，第２の帯域フィルタ）
４１８・・・積算部
４２０・・・方向判断部
４２１，４２１Ｒ，４２１Ｂ・・・演算部（演算部，第１の演算部，第２の演算部）
４２２・・・比較判断部
５０・・・フォーカスレンズ駆動部
【図１】
2013221993.tif 000003
【図２】
2013221993.tif 000004
【図３】
2013221993.tif 000005
【図４】
2013221993.tif 000006
【図５】
2013221993.tif 000007
【図６】
2013221993.tif 000008
【図７】
2013221993.tif 000009
【図８】
2013221993.tif 000010
【図９】
2013221993.tif 000011